一种煤焦化工焦油渣全密封环保回收控制系统的制作方法

本发明涉及煤焦化生产过程污染物处理自动化控制技术领域，更具体地说，涉及一种煤焦化工焦油渣全密封环保回收控制系统。

背景技术：

焦油渣是煤焦化生产过程中产生的吸附有煤焦油的黏稠状固体废渣，主要是由多环芳烃碳氢化合物、苯类、酚类、萘类以及煤粉、焦粉等组成的。焦油渣具有腐蚀性、黏附性，在一定温度下具有一定的流动性，存放不当会对周边环境和地下水资源造成严重污染。此外，焦油渣挥发逸出使周围空气蒙受严重污染，影响了企业职工和周边群众的身心健康。焦油渣属国家环保总局明文规定的危险固体废弃物，分别为煤焦油精炼过程中焦油储存设施中的焦油渣(252-005-11)、炼焦过程中澄清设施底部的焦油渣(252-002-11)、炼焦和炼焦副产品回收过程中焦油储存设施中的焦油渣(250-004-11)，它们分别列入了《国家危险废物名录》hw11。

焦油渣的处理通常包括焦油渣稀释和油渣分离运动两个相对独立环节，普遍采用乳化器和固液两相分离器配合协作，它们相互间的关联关系决定了系统的正常工作。目前行业内对焦油渣的处理装置通常采用人工手动操作，处理装置开环运行，导致有害气体散发污染环境，且整体作业劳动强度较大，生产操作不便。如何能够将焦油渣稀释和油渣分离有效统一实现自动化控制，是困扰焦油渣分离技术的一个难题。

经检索，关于焦油渣处理技术已有相关专利公开，中国专利申请号：2017216022137，发明创造名称为：一种焦油渣处理系统，该申请案公开了一种焦油渣处理系统，包括液化器和固液分离器，液化器承接机械式澄清槽的下料口，液化器内设搅拌装置，液化器外周壁上套装水套，水套上开设用以流通循环氨水的进出液口；液化器下端出口通过泥浆泵连通固液分离器的进料口，固液分离器上设置出渣口和出料口，出渣口下方设置集渣槽，出料口通过管道连通机械式澄清槽；且机械式澄清槽的下料口通过一焦油密封装置连通液化器的进液口。该申请案解决了原有焦油渣箱与下料口间不密封引起的污染气体外溢而污染环境的问题，回收利用率高，分离后的煤可直接配入炼焦煤中使用，没有异味，消除了焦油渣配煤所带来的环境污染。但该申请案仍具有优化提升的空间。

技术实现要素：

1.发明要解决的技术问题

本发明的目的在于克服现有技术中焦油渣处理难以自动化运行的不足，拟提供一种煤焦化工焦油渣全密封环保回收控制系统，可以有效改善焦油渣回收处理的作业环境，且自动化控制操作更加便利，适应性强，应用前景广阔。

2.技术方案

为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

本发明的一种煤焦化工焦油渣全密封环保回收控制系统，包括乳化器、两相分离器和焦油渣罐，其中乳化器内设置有无源液位开关，乳化器的出口通过管道与两相分离器相连，该出口管道上设置有偏心球阀、研磨泵和输送泵；两相分离器底部的出渣管外侧配合套设有密封盖，密封盖与驱动臂相连并由其驱动上下升降，密封盖用于密封下方的焦油渣罐顶部开口，焦油渣罐设置于小车上，且小车上设置有激光测距仪。

更进一步地，乳化器内还设有用于对无源液位开关进行清洁吹扫的开关吹扫器，开关吹扫器倾斜设置于无源液位开关侧边，且沿靠近无源液位开关方向高度逐渐降低。

更进一步地，无源液位开关的两侧分别设置有开关吹扫器，且至少有一个开关吹扫器采用氨水吹扫。

更进一步地，无源液位开关的两侧分别设置有开关吹扫器，其中一侧采用蒸汽吹扫，另一侧采用氨水吹扫。

更进一步地，开关吹扫器的喷嘴沿靠近无源液位开关的方向，内径逐渐收缩且喷嘴端部截面呈圆形，喷嘴内壁上沿长度方向间隔开设有多条导流槽。

更进一步地，乳化器内还设有保护板，保护板罩设在无源液位开关的上方，且保护板沿远离乳化器内壁的方向逐渐向下倾斜。

更进一步地，保护板上方设置有保护板吹扫器，保护板吹扫器逐渐向下倾斜靠近保护板，且保护板吹扫器的喷嘴内径逐渐收缩且喷嘴端部呈鸭嘴型。

更进一步地，激光测距仪嵌入设置于小车边缘内部，且距离小车边缘5-10mm。

更进一步地，焦油渣罐底部两侧设有定位凸块，小车顶部两侧对应设置有定位卡槽，定位凸块配合嵌入定位卡槽内实现定位。

更进一步地，还包括控制器，无源液位开关、偏心球阀、研磨泵、输送泵、驱动臂、小车、激光测距仪均分别与控制器连接并由控制器控制，两相分离器内设有用于控制运行速度的变频器，该变频器也与控制器连接并由控制器控制。

3.有益效果

采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：

(1)本发明的一种煤焦化工焦油渣全密封环保回收控制系统，减少了污染物的排放，解决了废弃物中有效产品的提取，简化了生产工艺要求，降低了生产成本，增加了经济效益，并在不增加工序时间情况下，能够方便地进行焦油渣环保回收设备的准确定位和自动运行，不需要人工操作，适宜推广应用。

(2)本发明的一种煤焦化工焦油渣全密封环保回收控制系统，乳化器内还设有用于对无源液位开关进行清洁吹扫的开关吹扫器，其喷嘴对准浮球液位开关的转轴处进行吹扫，有效对转轴处沾有的焦油渣进行吹扫清除，以达到浮球液位开关检测顺畅自如的目的。

(3)本发明的一种煤焦化工焦油渣全密封环保回收控制系统，乳化器内还设有保护板，保护板罩设在无源液位开关的上方，防止焦油渣滴落粘附在无源液位开关上；保护板上方设置有保护板吹扫器，有效清除保护板上的焦油渣污物。

附图说明

图1为本发明的一种煤焦化工焦油渣全密封环保回收控制系统的结构示意图；

图2为本发明中开关吹扫器的排布结构示意图；

图3为本发明中小车的结构示意图。

示意图中的标号说明：

100、乳化器；101、加料口；102、密封管；103、保温容器出液口；104、保温容器进液口；105、偏心球阀；106、研磨泵；107、输送泵；110、保温容器；120、无源液位开关；121、开关吹扫器；130、保护板；131、保护板吹扫器；

200、两相分离器；201、废气出口；202、出料口；203、出渣口；204、出渣管；

300、焦油渣罐；301、定位凸块；310、轨道；320、小车；321、激光测距仪；322、定位卡槽；

400、密封盖筒体；410、驱动臂；420、密封盖。

具体实施方式

为进一步了解本发明的内容，结合附图对本发明作详细描述。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

下面结合实施例对本发明作进一步的描述。

实施例1

如图1所示，本实施例的一种煤焦化工焦油渣全密封环保回收控制系统，包括乳化器100、两相分离器200和焦油渣罐300，其中乳化器100外侧包覆有保温容器110，且保温容器110的顶部和底部分别设置有保温容器出液口103和保温容器进液口104，乳化器100的顶部设置有加料口101；且加料口101和乳化器100的顶部之间还设有密封管102，乳化器100的底部设置有出口，该出口通过管道与两相分离器200相连，两相分离器200顶部设有废气出口201，一侧设有出料口202，两相分离器200底部设有出渣口203，出渣口203通过出渣管204向外排出焦油渣，小车320位于出渣管204下方用于承接渣料，接满料后则小车320移走。目前行业内常规的回收系统普遍采用人工手动操作，且开环运行，排渣时有害气体散发污染环境，且对焦油渣的固液混合状态、焦油渣输送量状态、焦油渣固液分离状态、排渣状态都难以进行有效测量和控制，使得整体处理工艺不能实现自动运行，给生产实际带来诸多不便。本实施例正是针对这一难题而研究的，通过采用仪、电、机、信息四位一体技术，成功研制出焦油渣全密封环保回收控制装置，能够自动精确测量控制焦油渣回收过程，遵循先进、实用、可靠原则，适应性较强，应用前景广阔，为煤焦化工企业节能、减排创造条件。

具体地，本实施例中乳化器100内设置有无源液位开关120，具体可采用浮球液位开关，乳化器100的出口通过管道与两相分离器200相连，该出口管道上依次设置有偏心球阀105、研磨泵106和输送泵107，偏心球阀105具体可采用气动偏心球阀，乳化器100内乳化液含有颗粒状固体，且焦油渣呈粘稠状，采用偏心球阀105可以将受阻的颗粒状固体切碎，并使乳化液流通顺畅平稳流动；两相分离器200底部的出渣管204外侧配合套设有密封盖420，密封盖420与驱动臂410相连并由其驱动上下升降，密封盖420用于密封下方的焦油渣罐300顶部开口，具体地，出渣管204外侧套设有密封盖筒体400，密封盖筒体400能够沿出渣管204外侧高度方向上下移动，或密封盖筒体400可采用弹性收缩材料，能够沿高度方向上下拉伸收缩，密封盖筒体400底部即为向外边缘延伸的密封盖420，密封盖420中部开设有与焦油渣罐300顶部开口相配合的覆盖腔，使得密封盖420能够卡在焦油渣罐300顶部实现有效密封，覆盖腔四周边缘还可进一步设置密封圈保证边缘密封，实现闭环排渣，有效防止有害气体排放，显著改善作业环境。驱动臂410可采用气缸或液压缸等推送动力装置进行实现，如图1所示，可在出渣管204外侧设置用于放置推送动力装置的支撑架，驱动臂410一端设置于该支撑架上，驱动臂410的伸缩端则与密封盖420相连，驱动密封盖420进行上下运行，且密封盖420两侧对称设置有两个驱动臂410，充分保证密封盖420的稳定升降。

本实施例中焦油渣罐300设置于小车320上，且小车320上设置有激光测距仪321。本实施例中车间地面上配合设置有供小车320定向运行的轨道310，小车320沿轨道310进行平稳运行，且激光测距仪321嵌入设置于小车320边缘内部，且距离小车320边缘5-10mm，防止使用过程中对激光测距仪321造成意外损害。本实施例通过采用激光测距仪321有效监控判断小车320沿轨道310运行的距离，当小车320载着焦油渣罐300运行至指定位置，即恰位于密封盖420下方时，小车320暂停运行，此时驱动臂410驱动密封盖420下移使其准确封闭在焦油渣罐300顶部，然后出渣管204开始排渣，实现封闭环境下的排渣，待排渣结束，驱动臂410驱动密封盖420上移使其脱离焦油渣罐300，小车320继续前行运渣，实现对焦油渣的全密封自动控制回收。如图3所示，本实施例中焦油渣罐300底部两侧设有定位凸块301，小车320顶部两侧对应设置有定位卡槽322，定位凸块301配合嵌入定位卡槽322内实现定位，且定位卡槽322设置为锥形开口卡槽，通过定位凸块301与定位卡槽322的对应设置，不仅有利于放置焦油渣罐300，更有助于实现焦油渣罐300在小车320上的精确位置定位，进一步保障密封盖420对焦油渣罐300封闭的准确性。

本实施例采用plc控制器实现各工序间的紧密配合，无源液位开关120、偏心球阀105、研磨泵106、输送泵107、驱动臂410、小车320、激光测距仪321均分别与plc控制器连接并由控制器控制，两相分离器200内设有用于控制运行速度的变频器，该变频器也与plc控制器连接并由plc控制器控制，两相分离器200采用变频器驱动电机，从而实现对两相分离器200转速的控制，以节能方式保持两相分离器200的最佳分离效果，解决两相分离器200高效节能重载运行问题。小车320同样也可采用变频器驱动电机，通过plc控制器控制小车320的运动。

利用本实施例的控制系统进行自动控制的方法具体如下：

s1、乳化器100内的无源液位开关120检测焦油渣乳化状态位置并将其信号送至plc控制器，plc控制器输出信号给偏心球阀105，控制焦油渣乳化液自动输出；

s2、两相分离器200利用输送泵107的运转计算出输送到其中的流量，并将该流量信号运算出变频器的输出频率，控制两相分离器200的转速，实现节能分离；

s3、将焦油渣罐300精确定位放置在小车320上，驱动小车320沿轨道310运行，小车320上设置的激光测距仪321跟踪检测小车320的运动位置，并将其信号送至plc控制器，plc控制器输出信号给小车320驱动变频器，控制小车320和焦油渣罐300的精确定位；

s4、小车320定位后将位置信号送至plc控制器，plc控制器输出信号给驱动臂410，使其驱动密封盖420下移封闭焦油渣罐300顶部，然后plc控制器输出信号给两相分离器200的排渣控制阀，使出渣管204开始排渣，排渣结束后，plc控制器输出信号给驱动臂410，使其驱动密封盖420上移脱离焦油渣罐300顶部，然后plc控制器控制小车320继续传送。

本实施例的控制系统可以有效解决乳化器100和焦油渣罐300所处污染恶劣环境问题，并通过plc控制器实现全密封环保回收工艺的自动化运行与精确控制，对解决煤焦化生产污染问题具有重要意义：取消了焦油渣配煤造球工艺设备，降低了投资，减少了设备折旧和能耗；有效回收了焦油渣中至少30％的焦油，增加了煤焦化产效益；焦油渣回收过程实现全密封运行，减少有害气体排放；焦油渣经环保处理，成为含10％水分的渣粉，解决了运输过程污染物的跑冒滴漏。综上所述，本实施例通过研发焦油渣全密封环保回收控制系统，减少了污染物的排放，解决了废弃物中有效产品的提取，简化了生产工艺要求，降低了生产成本，增加了经济效益，并在不增加工序时间情况下，能够方便地进行焦油渣环保回收设备的准确定位和自动运行，不需要人工操作，适宜推广应用。

实施例2

本实施例的一种煤焦化工焦油渣全密封环保回收控制系统，基本同实施例1，进一步地，本实施例中乳化器100内还设有用于对无源液位开关120进行清洁吹扫的开关吹扫器121，如图1所示，开关吹扫器121倾斜设置于无源液位开关120侧边，且沿靠近无源液位开关120方向高度逐渐降低。且如图2所示，无源液位开关120的两侧分别设置有开关吹扫器121，且至少有一个开关吹扫器121采用氨水吹扫。具体两侧对称设置，且成90°夹角分布，其中一侧采用高温蒸汽吹扫，另一侧采用氨水吹扫，能够防止油渣固化，有效去除焦油渣粘附；两侧开关吹扫器121的喷嘴沿靠近无源液位开关120的方向，内径逐渐收缩且喷嘴端部截面呈圆形，喷嘴内壁上沿长度方向间隔开设有多条导流槽，有助于增加吹扫压力改变水流形状使其旋转吹扫。本实施例通过设置开关吹扫器121，其喷嘴对准浮球液位开关的转轴处进行吹扫，有效对转轴处沾有的焦油渣进行吹扫清除，以达到浮球液位开关检测顺畅自如的目的。

实施例3

本实施例的一种煤焦化工焦油渣全密封环保回收控制系统，基本同上述实施例，更进一步地，本实施例中乳化器100内还设有保护板130，保护板130罩设在无源液位开关120的上方，且保护板130沿远离乳化器100内壁的方向逐渐向下倾斜。如图1所示，保护板130可设置为类似l形，其水平延伸段罩设在无源液位开关120上方，然后其端部向下逐渐倾斜，便于焦油渣向下滑落，防止焦油渣滴落粘附在无源液位开关120上；保护板130上方设置有保护板吹扫器131，保护板吹扫器131逐渐向下倾斜靠近保护板130，具体可与保护板130的水平延伸段成45°夹角分布，且保护板吹扫器131的喷嘴内径逐渐收缩且喷嘴端部呈鸭嘴型，有效清除保护板130上的焦油渣污物。

以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。